隨著(zhù)經(jīng)濟的飛速發(fā)展以及企業(yè)對互聯(lián)網(wǎng)認識的不斷加深,數據中心建設和改造,近幾年如火如荼。但隨之而來(lái)的就是日益龐大的電費開(kāi)銷(xiāo),如圖1所示,數據中心在建設中的投資比例,其中電氣、電源、制冷等系統設施占了一半以上的投資,僅電氣方面投資就高達26%,高額的電能消耗使得整個(gè)數據中心運行成本居高不下,數據中心面臨“建得起卻用不起”的尷尬境地。
UPS都配備了電池,用戶(hù)在電池組上的投資往往占整個(gè)UPS供電系統投資的很大比例,甚至超過(guò)UPS本身的投資,而電池的使用年限明顯低于UPS主機。由于電池主要材料是重金屬鉛、硫酸和不易分解的塑料,都會(huì )對環(huán)境造成嚴重的污染。減少電池使用數量,延長(cháng)電池循環(huán)使用壽命,不僅節省直接和間接的電池投資,還減少整個(gè)機房設備對環(huán)境的污染。UPS可以通過(guò)以下幾個(gè)技術(shù)實(shí)現電池的節能。

(1)并機共用電池組功能。共用電池組原理是通過(guò)特殊的整流器控制及故障隔離技術(shù),使并機系統中的兩臺或多臺UPS的整流同步、母線(xiàn)均流,使系統中的各臺UPS母線(xiàn)直接并聯(lián),將滿(mǎn)足系統后備時(shí)間要求的電池并聯(lián)后接入并聯(lián)母線(xiàn)系統中,實(shí)現電池的共享,減少電池投資。以“1+1”為例,傳統的UPS方案,系統后備一小時(shí),考慮其中一臺UPS故障時(shí),UPS2的電池不能為UPS1使用,UPS1和UPS2必須各配置一套一小時(shí)的電池組,才能保障系統在斷電后還能備用一小時(shí)。采用共用電池組方案后,因為UPS1故障后,系統中的電池仍能為UPS2提供能量,整個(gè)系統僅需配置1套1小時(shí)電池即可。不僅節省了電池直接投資,也節約機房在空間、承重及空調等方面的投資,也降低了對環(huán)境的污染。

(2)智能電池管理技術(shù)。影響電池壽命的因素有很多,主要包括溫度、充電、放電、循環(huán)次數等。如果能夠對上述幾個(gè)因素進(jìn)行綜合處理,可以大大延長(cháng)電池的使用壽命,延長(cháng)電池更換周期,節約電池投資。UPS的智能電池管理技術(shù)主要包括:電池均浮充管理(均浮充控制)、充電溫度補償、智能放電終止電壓控制，還應具備電池定期自動(dòng)檢測和電池漏液檢測功能。還可以選擇輸入電壓范圍較寬的UPS，減少電池放電次數。通過(guò)上述幾種技術(shù),可大幅度延長(cháng)電池壽命2～3年。

降低數據中心的運營(yíng)成本和節能降耗成了各企業(yè)CIO關(guān)注的問(wèn)題,節約能源可以從以下幾方面入手。是機房環(huán)境的節能,包括制冷環(huán)境、供電環(huán)境;是從IT硬件設備節能,減少I(mǎi)T設備的能耗;是IT設備內部各集成電路的節能,比如CPU的節能等。UPS處于交流供電環(huán)節的重要一環(huán)，幾乎機房所有的IT設備必須由UPS供電，大型數據中心的UPS裝機總容量均已達到百萬(wàn)伏安級，提高運行時(shí)的能效勢在必行。目前UPS的節能必須從方案、UPS、電池、配電等方面全方位進(jìn)行。
        
2 按需擴容的柔性規劃

一般數據中心的建設都不是一步到位,會(huì )考慮今后未來(lái)幾年的需求,UPS一般都是一步到位,就安裝了幾套大功率的UPS并機，結果初期負載只有規劃容量的10%～20%，沒(méi)等承載所規劃的負載就進(jìn)入了設備淘汰期，不僅造成投資的浪費，也無(wú)法使UPS運行在較高的效率點(diǎn)，造成電能的浪費。如何避免這種情況的發(fā)生，從UPS供電系統角度考慮,應該包括:

2.1 供電方案設計

目前UPS供電方案主要有分散供電、集中供電兩種。分散供電的特點(diǎn)是一臺UPS為一臺或多臺負載設備供電。分散供電的好處是分散風(fēng)險,不會(huì )因為一臺UPS供電異常造成大面積停電;缺點(diǎn)是UPS分散布置,不便管理,布線(xiàn)不易規劃。另一種是采用集中供電方案,由一套大功率的UPS供電系統直接對機房的所有負載供電。集中供電的好處是便于規劃、管理方便、維護方便;缺點(diǎn)是如果UPS系統異常,容易引起大面積停電事故,此缺點(diǎn)可以通過(guò)采用各種并聯(lián)構架來(lái)避免。以上兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn),目前的數據中心一般都采用集中供電方案,也集中了供電的風(fēng)險。由于UPS并機數量有限制,當UPS系統并機數量超過(guò)4臺時(shí),其可靠性并不比單機供電系統高多少。當機房UPS裝機總容量超過(guò)一定限度時(shí),建議將機房按幾期規劃分成幾個(gè)區域進(jìn)行供電。規劃時(shí)可以參考:單機容量不宜超過(guò)400kVA,并機數量不宜超過(guò)3臺。